modellering av en helikopters rörelser
DESCRIPTION
Modellering av en helikopters rörelser. TNM085 Modelleringsprojekt, LiU, 2008 Grupp 1: Christian Alfons, Eirik Fredäng, Elias Holmström och Per Lind. Projektbeskrivning. En helikopters rörelser i luften Luftmotstånd och vind - Tyngdkraft Lyftkraft Bell 407 Java 3D 3ds Max. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Modellering av en helikopters rörelser
TNM085 Modelleringsprojekt, LiU, 2008
Grupp 1: Christian Alfons, Eirik Fredäng, Elias Holmström och Per Lind
Projektbeskrivning
En helikopters rörelser i luften
- Luftmotstånd och vind
- Tyngdkraft
- Lyftkraft
Bell 407
Java 3D
3ds Max
En helikopters rörelser
Förflyttning i tre dimensioner
Rotation i tre dimensioner
En helikopters rörelser
Huvudrotorn genererar lyftkraft
Förflyttning sker genom lutning av huvudrotorn
En helikopters rörelser
Newtons tredje lag
Vridmoment som måste motverkas
Stjärtrotorn skapar ett kompenserande vridmoment
Stjärtrotorn reglerar även yaw
Lyftkraft verkar inte på masscentrum
Hävarmseffekt
Avgränsningar
Styrsystem
Överstegring (stall)
Detaljerad mekanik
Den fysikaliska modellen – motorer
Enkla servomotorer
Överföringsfunktion
Fyra motorer
- Huvudrotorns drift
- Huvudrotorns vinkling framåt och bakåt
- Huvudrotorns vinkling höger och vänster
- Stjärtrotorns drift
Den fysikaliska modellen – huvudrotor
Lyftkraft
Rotorns storlek och form
Luftens densitet
Rotorns vinkelhastighet
Rotationsrörelse genom hävarmseffekt
Den fysikaliska modellen – huvudrotor
Newtons tredje lag
Motorns mekaniska friktion
Den fysikaliska modellen – huvudrotor
Huvudrotorns resulterande vridmoment
Huvudrotorns vinkelacceleration
Den fysikaliska modellen – tröghetsmoment
Skattade tröghetsmoment
Helikopterkropp: Cylinder
Rotor: Två korslagda stänger
Den fysikaliska modellen – gravitation och luftmotstånd
Vind
Luftmotstånd
Tyngdacceleration
Tyngdkraft
Den fysikaliska modellen – stjärtrotor
Stjärtrotorn ska motverka ett känt vridmoment i helikopterkroppen
Kraften från stjärtrotorn verkar på ett känt avstånd från helikopterkroppens masscentrum (hävarm)
Kraften beror på stjärtrotorns vinkelhastighet (likt huvudrotorns lyftkraft)
Nödvändig vinkelhastighet för kompenserande vridmoment kan beräknas
Variering av vinkelhastigheten styr yaw
Den fysikaliska modellen
Det totala vridmomentet
Helikopterns vinkelacceleration
Den totala kraften
Helikopterns acceleration
Implementation
Java, Java 3D
Modeller i 3ds Max
Kollisionshantering
Implementation – numerisk metod
Eulers stegmetod
Integrationssteg baserat på modellens snabbaste komponent
Integrationssteg för stabil simulering
Integrationssteg valdes till 0.010 s
Vidareutveckling
Mer detaljerad mekanik
Varierad luftdensitet
Mätning av skattade parametrar
Överstegring
Automatreglerat styrsystem
Mer avancerad kollisionshantering